Наш научный семинар явно набирает силу и привлекает к участию специалистов работающих в самых различных областях естественных и гуманитарных наук. Тем самым расширяется и аудитория, к которой обращены публикуемые материалы, часто стимулирующие активную и даже острую дискуссию. На эти достаточно тривиальные размышления меня навела статья профессора П. Лернера о вирусах бактерий – бактериофагах. Мой личный интерес к данной теме объясняется тем, что научный путь я начал в лаборатории молекулярной генетики бактерий и бактериофагов Института общей генетики АН СССР. Моим учителем был один из крупнейших на международном уровне специалистов по бактериофагам проф. Давид Моисеевич Гольдфарб. Позже я стал руководителем части его лаборатории. В Израиле мне тоже пришлось работать с фагами. Совместно с коллегами из упомянутого проф. Лернером Тбилисского института бактериофагии, микробиологии и вирусологии им. Элиавы, нам удалось обнаружить бактериофаги эффективные для защиты растений от опухолей, вызываемых определенными бактериями, обитающими в корневой системе многих растений. Словом, знаю проблему не понаслышке. Поэтому позволю себе изложить свою точку зрения о возможностях практического использования бактериофагов как альтернативы антибиотикам. Сразу же отмечу, что неверна в корне сама постановка вопроса. Проф. Лернер утверждает, что "с 70-х годов новые антибиотики вообще не появляются из-за сложности их создания". Это не так. На смену природным антибиотикам (классический пример пенициллин) пришли полусинтетические (продукты модификации природных молекул, например, аминопенициллины или цефалоспорины) и синтетические (например, сульфаниламиды, нитрофураны) препараты. Этот список можно продолжить. Давно уже ряд природных антибиотиков получают путем синтеза (хлорамфеникол), а некоторые препараты, называющиеся антибиотиками (фторхинолоны), являются синтетическими соединениями. Но вернемся к бактериофагам.

В свое время идея применения фагов для борьбы с патогенными бактериями вызвала большой энтузиазм врачей. В тридцатых годах 20 века американский концерн „Эли Лилли“ основал даже клинику, где начали лечить фагами. Пропагандисты нового метода сулили исцеление от всех болезней. Однако действительность оставляла желать лучшего: реальные результаты сильно не соответствовали ожиданиям. Причин этому было несколько, они обсуждаются и в статье проф. Лернера, который называет три условия, необходимые для получения оптимального эффекта фаготерапии. Одно из них, например такое: "При проведении бактериологического обследования населения мы выделяли местные штаммы шигелл, отвозили их с нарочным в Уфимский институт вакцин и сывороток, где нам специально готовили бактериофаг, адаптированный к «нашим» местным штаммам бактерий". Специалистам знакомым с вопросом, очевидно, что это вполне кустарный подход, требующий немало времени для его сколько-нибудь практической реализации, к тому же, граничащий с преступлением: биологический препарат был использован для лечения больных, не пройдя государственной сертификации. И тут самой время перейти к фармацевтическим компаниям. Дело не в том, что эти "злодеи" ставят палки в колеса, гоняясь за сверхприбылями. Компании, прежде всего, заинтересованы в получении надежных препаратов, достаточно широкого спектра активности, способных завоевать серьезный сегмент рынка. Пенсионеры, работавшие ранее в таких компаниях, о которых упоминает в своем выступлении переводчик В. Соколов , любят вставлять в свои мемуары разоблачающие факты, о которых раньше они предпочитали помалкивать, что в принципе способно привлечь больший интерес публики и поднять тиражи. Истина, однако, состоит в том, что если компания считает предлагаемый препарат действительно оригинальным и эффективным она от него не откажется. Получение регистрации от FDA (US Food and Drug Administration (FDA) требует больших затрат для проведения всех необходимых проверок. А без этого никакой препарат ни в США, ни в Израиле не может быть разрешен для практического использования. Аналогичные требования действуют и в Европе.

Могу проиллюстрировать этот подход на примере так называемого биологического контроля болезней растений. Он базируется на природном антагонизме микроорганизмов. Выделено немало природных бактерий и грибов, способных подавлять действие возбудителей болезней растений. Получены патенты, выпускаются препараты. Но, несмотря на все усилия, эти препараты составляют не более 1% от рынка химических пестицидов. На смену более опасным с точки зрения окружающей среды (например, метил бромиду или всем известному ДДТ) пришли другие, менее токсичные и не менее эффективные химикаты. В чем же причина? Казалось бы, биопрепараты безопасны, эффективны, основаны на действующих в природе механизмах. Верно, но проблема в том, что на практике биопрепараты часто дают осечки, их надежность зависит от многих причин, включая природные факторов (состав почвы, присутствие в ней собственной микрофлоры, борющейся с новыми микроорганизмами, вносимыми в виде биопрепаратов, за экологические ниши, погодные условия и другие). Вполне понятно, что фермеры боятся, что биопрепарат купишь, но толку будет мало, а химию купишь и эффект обеспечен. Тем не менее, биорепараты заняли свое, сравнительно скромное место среди моря имеющихся на рынке средств защиты растений. Например, их стали предпочитать при выращивании органических овощей и фруктов. Для крупных химических гигантов это мелочь. Вместе с тем, в последние годы и они стали интересоваться биометодом, создавать исследовательские подразделения разрабатывающие биопрепараты, скупать уже существующие патенты либо даже целые мелкие компании, имеющие опыт разработки таких препаратов. Так что дело не в злом умысле. Что делать, капиталисты умеют считать. Это же относится и к использованию фагов в медицине. Фаготерапия может рассматриваться как дополнительный, но не как альтернативный метод борьбы с болезнетворными бактериями. Название статьи проф. Лернера – "Будущее медицины за бактериофагами" - не более чем хлесткий заголовок, имеющий, по моему мнению, малое отношение к реальности.

Какими бы впечатляющими ни были бы отдельные примеры успешного применения бактериофагов в медицине, на сегодняшних день никакого серьезного сравнения с эффективностью антибиотиков они не выдерживают. Фаги относятся к наиболее распространенным в биосфере биологическим объектам, их число примерно в 10 раз превышает общее количество бактерий. Вместе с тем, бактерии достаточно пластичны чтобы вырабатывать устойчивость к своим вирусам. И этот процесс, заложенный в эволюции, не менее эффективен, чем процесс выработки устойчивости к антибиотикам, особенно в случае их бесконтрольного применения. Помимо прочего, некоторые виды бактериофагов могут, как бы, замереть на время в своих бактериальных хозяевах, существовать в скрытой (латентной) форме, становиться частью генетического аппарата бактерий, и далее передаваться потомству в виде, так называемых профагов. Последствия такого преобразования многозначны и не всегда безобидны. Недавно было установлено, что носительство профагов может заметно увеличить чувствительность бактерий к антибиотикам. С другой стороны известны и примеры когда фаговое заражение преобразует, например, нормального и безвредного обитателя кишечника Escherichia coli (кишечную палочку) в монстра, вызывающего дизентерию. Такой фаг вносит два новых гена в геном бактерии, в результате чего она начинает продуцировать дизентерийный Шига токсин. Другие фаги энтеро (кишечных) бактерий несут гены токсина CTX, обеспечивающего способность холерного вибриона вызывать холеру. Есть и немало других примеров. Например, фаги помогают возбудителю сибирской язвы прятаться в кишках земляных червей, откуда затем уже через почву и сточные воды фаги могут проникнуть и в человека. Кроме того, не стоит забывать, что фаги образованы цепочками нуклеиновых кислот, покрытых белковой оболочкой. Все это чужеродные компоненты, поэтому организм начинает с ними бороться еще до того, как они нападут на своих хозяев – бактерий. С этим тоже может быть связана сравнительно низкая эффективность фаготерапии. Словом, все далеко не так однозначно. Одним из решений может стать подход, описанный недавно исследователями из Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке. Учёные нашли новый путь к уничтожению болезнетворных микробов. Главную роль в этом играет фермент лизин, получаемый из фагов. Показано, что лизин способен разрушать стенки стафилококков, стойких к действию большинства известных антибиотиков. Таким образом, предлагается использовать не целые фаги, а лишь один из компонентов их структуры. Насколько такой метод оправдает себя на практике, покажут клинические испытания. Как известно должно пройти примерно 10 лет, чтобы препарат, подтвердивший свою эффективность, получил разрешение FDA на практическое применение и вышел на рынок. Между прочим, стоимость разработки каждого нового лекарства примерно 1 миллиард долларов. По плечу такое, конечно, только фармацевтическим гигантам.

И в заключении хочу обратить внимание читателей, на упомянутый в заметке В. Соколова принципиально новый подход в борьбе с патогенными бактериями. Он основан на изучении "языка", с помощью которого бактерии обмениваются сигналами между собой, с тем, чтобы объединиться в большие популяции, способные быстро и эффективно вырабатывать токсины и атаковать зараженный организм. Фармацевтические компании не прошли мимо практических возможностей контролировать эти процессы и стали разрабатывать препараты, способные заставить болезнетворные бактерии "замолчать" и не объединяться в агрессивные кучи, способные уничтожить организм, от которого они же и кормятся. Наводит на ассоциации, не правда ли? Возможно, что в дальнейшем стоит рассказать на нашем семинаре подробнее о "языке" бактерий и социальных связях внутри и между бактериальных популяций. Тема эта интригующая и позволяет придти к некоторым обобщениям, полезным для понимания социального поведения высших организмов и даже человека.

Получено от автора 30 августа 2011 г. 
для обсуждения на семинаре